JP2014204793A - Body support tracking device - Google Patents

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JP2014204793A JP2013083073A JP2013083073A JP2014204793A JP 2014204793 A JP2014204793 A JP 2014204793A JP 2013083073 A JP2013083073 A JP 2013083073A JP 2013083073 A JP2013083073 A JP 2013083073A JP 2014204793 A JP2014204793 A JP 2014204793A
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Hideki Okuda
英樹 奥田
一博 本郷
Kazuhiro Hongo
一博 本郷
後藤 哲哉
Tetsuya Goto
哲哉 後藤
洋助 原
Yosuke Hara
洋助 原
岡本 淳
Atsushi Okamoto
淳 岡本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a body support tracking device, which releases the fixture of a body part from being fixed on a placing part and which has a restriction mode of the movement of the placing part, to move the body part smoothly on the placing part during the restriction mode.SOLUTION: An end arm 5, which is attached to the leading end of a multi-joint arm and made movable, comprises: an arm folder 51 on which an arm A attached with equipment 55 is placed; and an electromagnet 52 attached below the arm folder 51. On a placed face 51B arranged above the electromagnet 52, there is arranged a soft plastic thin film 61 for reducing the sliding resistance between the placed face 51B and a placing face 57A as the lower face of a magnetic material 57 of the equipment 55. If the electromagnet 52 is not magnetized, the soft plastic thin film 61 reduces the sliding resistance when a doctor slides the arm A back and forth while the placing face 57A opposing the placed face 51B.

Description

本発明は、作業者の身体部分を支持する身体支持追従装置に関し、詳しくは、前記身体部分が載置される載置部が当該身体部分に追従移動する動作モードと前記載置部の移動を制限する動作モードとを備えた身体支持追従装置に関する。   The present invention relates to a body support follower that supports a body part of an operator, and more specifically, an operation mode in which a placement part on which the body part is placed moves following the body part, and movement of the placement part. The present invention relates to a body support follower having an operation mode to be restricted.

脳神経外科手術等のように緻密な手作業を要求される作業では、作業者の腕を支持する身体支持追従装置が用いられることがある。このような身体支持追従装置では、作業者が腕を動かしたいときには、腕を支持する支持部が当該腕に追従移動し、作業者が腕を固定したいときには、前記支持部が固定される必要がある。そこで、可動の関節式保持アーム先端に設けられた支持部にベルト部材を介して腕を固定することで、医師の腕に支持部を追従移動させ、フットスイッチの操作時には前記関節式保持アームの移動を禁止して支持部を固定することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In work requiring precise manual work such as neurosurgery, a body support follow-up device that supports an operator's arm may be used. In such a body support follow-up device, when the operator wants to move the arm, the support portion that supports the arm moves following the arm, and when the operator wants to fix the arm, the support portion needs to be fixed. is there. Therefore, the arm is fixed to the support portion provided at the distal end of the movable articulated holding arm via a belt member so that the support portion follows the doctor's arm. It has been proposed to fix the support portion while prohibiting movement (see, for example, Patent Document 1).

ところが、特許文献1記載の装置では、ピンセット等の器具を作業台等に一旦置くために腕を支持部から外す際、いちいちベルト部材を外す必要があり、操作性が悪い。これに対して、腕台(特許文献1の支持部に相当)を支持する多関節アームに、腕台を上方に付勢する力を付与しておくことで、腕台を腕の下方から圧接してその腕に追従移動させることも提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この場合、多関節アームの移動を禁止して腕台を固定すれば、その腕台に腕を載置して手術を行うことも、腕を腕台から外すことも容易に行える。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, it is necessary to remove the belt member each time when removing the arm from the support portion in order to temporarily place an instrument such as tweezers on the work table or the like, and the operability is poor. On the other hand, by applying a force for urging the arm base upward to the articulated arm that supports the arm base (corresponding to the support part of Patent Document 1), the arm base is pressed from below the arm. It has also been proposed to move following the arm (see, for example, Patent Document 2). In this case, if the movement of the articulated arm is prohibited and the armrest is fixed, the arm can be placed on the armrest to perform an operation, and the arm can be easily detached from the armrest.

特開平10−272163号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-272163 特開2009−291363号公報JP 2009-291363 A

しかしながら、特許文献2の装置では、腕台を腕に追従移動させる際、医師の腕は腕台によって常時上向きに押圧されることになり、腕を下方へ動かす際にはその押圧力に抗して動かす必要があるなど、その押圧力が円滑な手術の妨げとなる場合がある。また、特許文献2では、腕から腕台に加わる力を検出して、ブレーキによる制動を解除することも提案されているが、その解除直後に医師の腕が腕台によって急に押圧されるのを抑制する必要がある。   However, in the apparatus of Patent Document 2, when the arm base is moved to follow the arm, the doctor's arm is always pressed upward by the arm base, and when the arm is moved downward, the arm is against the pressing force. The pressing force may interfere with smooth operation. Further, in Patent Document 2, it is proposed to detect the force applied from the arm to the armrest and release the braking by the brake, but immediately after the release, the doctor's arm is suddenly pressed by the armrest. It is necessary to suppress.

そこで、本願出願人は、ブレーキ及びバランス機構を備えた支持部により移動可能に支持された載置部(特許文献1の支持部に相当)に、医師の腕を固定する固定部を設け、動作モードを次のように切り替えることを提案している(特願2012−158125号)。この出願では、動作モードがフリーモードに切り替えられると、固定部により載置部に腕が固定され、かつ、ブレーキによる載置部の移動の制限が解除される。このため、腕にそれ程力を加えなくても、載置部は腕に追従移動する。一方、制限モードでは、固定部による腕の固定が解除され、かつ、前記ブレーキにより載置部の移動が制限される。このため、腕を動かしたり載置部から離したりしても、載置部の位置は保持される。   Therefore, the applicant of the present application is provided with a fixing portion for fixing a doctor's arm on a mounting portion (corresponding to the supporting portion in Patent Document 1) supported movably by a supporting portion having a brake and balance mechanism. It is proposed to switch the mode as follows (Japanese Patent Application No. 2012-158125). In this application, when the operation mode is switched to the free mode, the arm is fixed to the mounting portion by the fixing portion, and the restriction on the movement of the mounting portion by the brake is released. For this reason, even if it does not apply so much force to the arm, the mounting portion moves following the arm. On the other hand, in the restriction mode, the fixation of the arm by the fixing part is released, and the movement of the placement part is restricted by the brake. For this reason, even if an arm is moved or it leaves | separates from a mounting part, the position of a mounting part is hold | maintained.

ところが、前記出願の技術では、動作モードを制限モードとした場合、腕等の身体部分は載置部から離すことも含めて自由に動かせるようになるが、載置部に載せたままで身体部分を少しだけ動かしたいときの動かし易さについては更なる改善の余地があった。また、特許文献2には、パウダブレーキ等を制御して腕台を少しずつ移動させる微動モードを備えることも提案されているが、その場合、必要なアクチュエータやセンサが増大し、装置の構成及び制御が複雑化する。   However, in the technique of the application, when the operation mode is the restriction mode, the body part such as the arm can be freely moved including the separation from the placement part, but the body part remains on the placement part. There was room for further improvement in the ease of movement when we wanted to move a little. Further, Patent Document 2 also proposes to provide a fine movement mode in which the arm brake is moved little by little by controlling the powder brake or the like, but in that case, the necessary actuators and sensors increase, Control becomes complicated.

そこで、本発明は、載置部への身体部分の固定が解除され、かつ、載置部の移動が制限される制限モードを備えた身体支持追従装置において、簡単な構成によって、制限モード時に載置部上で身体部分を円滑に動かせるようにすることを目的としてなされた。   Therefore, the present invention provides a body support follow-up device having a restriction mode in which the body part is fixed to the placement part and the movement of the placement part is restricted. The purpose was to allow the body part to move smoothly on the table.

前記目的を達するためになされた本発明の身体支持追従装置では、載置部の被載置面には、身体部分に装着された装具の載置面が載置され、固定部は、被載置面を載置面に固定する。載置部は、少なくとも1つの関節を有してその関節で屈曲する支持部により、移動可能に支持されており、固定部による前記固定がなされることで、当該載置部は、支持部から加わる抵抗に抗して身体部分及び装具の移動に追従移動される。ブレーキは、前記支持部の少なくとも1つの前記関節における屈曲を抑制することにより、前記載置部の移動を制限する。また、固定部による前記固定は、切替手段による次のようなモード切替によって解除されるので、身体部分及び装具の載置部からの着脱も容易に行うことができる。   In the body support follow-up device of the present invention made to achieve the above object, the placement surface of the orthosis attached to the body part is placed on the placement surface of the placement portion, and the fixing portion is placed on the placement surface. Fix the mounting surface to the mounting surface. The placement unit is supported by a support unit that has at least one joint and bends at the joint so that the placement unit can be moved. The body is moved following the movement of the body part and the brace against the applied resistance. The brake limits the movement of the mounting portion by suppressing the bending of at least one of the joints of the support portion. In addition, since the fixing by the fixing unit is released by the following mode switching by the switching unit, the body part and the appliance can be easily detached from the mounting unit.

すなわち、切替手段が動作モードをフリーモードに切り替えると、前記固定部による前記固定がなされ、かつ、前記ブレーキによる前記載置部の移動の制限が解除される。このため、身体部分にそれ程力を加えなくても、載置部は身体部分及び装具に追従移動する。   That is, when the switching unit switches the operation mode to the free mode, the fixing by the fixing unit is performed, and the restriction on the movement of the mounting unit by the brake is released. For this reason, even if it does not apply so much force to the body part, the placing part moves following the body part and the appliance.

一方、切替手段が、動作モードを制限モードに切り替えると、前記固定部による前記固定が解除され、かつ、前記ブレーキにより前記載置部の移動が制限される。このため、作業者は、載置部に身体部分及び装具を載置して動かしながら作業を行うことも、身体部分及び装具を載置部から外すことも、容易に行うことができる。また、このとき、前記被載置面と前記載置面との間には軟質の薄膜が配設されているので、被載置面と載置面との間に作用する摺動抵抗が低減される。すなわち、硬質の被載置面と、硬質の載置面との間に、剪断強度の小さい軟質の薄膜が配設されるため、被載置面と載置面との間の摩擦係数が低下して、載置部上で身体部分及び装具を少しだけ動かす場合でもそれらを円滑に動かすことができる。また、このような腕及び装具の載置部上での移動は、アクチュエータやセンサを利用した制御を介さずになされるので、装置の構成や制御が複雑化されるのを抑制することができる。   On the other hand, when the switching means switches the operation mode to the restriction mode, the fixation by the fixing part is released, and the movement of the mounting part is restricted by the brake. For this reason, the operator can easily perform work while placing and moving the body part and the appliance on the placement unit, and removing the body part and the appliance from the placement unit. At this time, since a soft thin film is disposed between the mounting surface and the mounting surface, the sliding resistance acting between the mounting surface and the mounting surface is reduced. Is done. That is, since a soft thin film having a low shear strength is disposed between the hard mounting surface and the hard mounting surface, the friction coefficient between the mounting surface and the mounting surface is reduced. Thus, even when the body part and the brace are moved a little on the placement part, they can be moved smoothly. In addition, since the movement of the arm and the brace on the placement unit is not performed through control using an actuator or a sensor, it is possible to prevent the configuration and control of the apparatus from being complicated. .

なお、前記載置部は、前記装具の載置面を前記被載置面に誘導する傾斜面を有していてもよい。その場合、身体部分を載置部に配設するときも、載置面が傾斜面を滑って被載置面上に誘い込まれ、操作性が一層向上する。   In addition, the said mounting part may have the inclined surface which guide | induces the mounting surface of the said appliance to the said mounting surface. In that case, also when arrange | positioning a body part in a mounting part, a mounting surface slips on an inclined surface and is drawn on a mounting surface, and operativity improves further.

また、本発明において、前記固定部は、電磁石を備え、前記装具の前記載置面には、磁性体が取り付けられ、前記薄膜は非磁性の薄膜であってもよい。その場合、電磁石が消磁されて前記固定が解除されたとき、載置面に取り付けられた磁性体に作用する残留磁束を非磁性の薄膜が低減して応答性を向上させるので、身体部分及び装具を一層円滑に動かすことができる。   Moreover, in this invention, the said fixing | fixed part may be equipped with an electromagnet, a magnetic body may be attached to the mounting surface of the said brace, and the said thin film may be a nonmagnetic thin film. In that case, when the electromagnet is demagnetized and the fixation is released, the nonmagnetic thin film reduces the residual magnetic flux acting on the magnetic body attached to the mounting surface, thereby improving the responsiveness. Can be moved more smoothly.

本発明が適用された第1実施形態の身体支持追従装置を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the body support follower of a 1st embodiment to which the present invention was applied. その身体支持追従装置の外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the external appearance of the body support follower. その身体支持追従装置の末端アームの構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the terminal arm of the body support follower. その身体支持追従装置における制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control in the body support follow-up device. その制御に応じた動作モードの変化を表す状態遷移図である。It is a state transition diagram showing the change of the operation mode according to the control. 第2実施形態の身体支持追従装置の外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the external appearance of the body support tracking device of a 2nd embodiment. 第3実施形態の身体支持追従装置の外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the external appearance of the body support follower of a 3rd embodiment. その身体支持追従装置の構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the body support follower. その身体支持追従装置における制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control in the body support follow-up device. その制御に応じた動作モードの変化を表す状態遷移図である。It is a state transition diagram showing the change of the operation mode according to the control. 本発明を適用した第4実施形態の身体支持追従装置を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the body support follower of a 4th embodiment to which the present invention is applied. その身体支持追従装置における制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control in the body support follow-up device. その制御に応じた動作モードの変化を表す状態遷移図である。It is a state transition diagram showing the change of the operation mode according to the control. 本発明を適用した第5実施形態の身体支持追従装置における制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing control in the body support tracking device of a 5th embodiment to which the present invention is applied. その制御に応じた動作モードの変化を表す状態遷移図である。It is a state transition diagram showing the change of the operation mode according to the control.

[第1実施形態(装置の構成)]
次に本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、以下に示す各実施形態では、手術を行う作業者としての医師の、身体部分としての腕A(図3参照)を支持する装置について説明するが、本発明の身体支持追従装置は精密機械の製造作業などにも応用可能で、腕Aの他、手、指、足、顎等を支持してもよい。
[First Embodiment (Configuration of Apparatus)]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a device for supporting an arm A (see FIG. 3) as a body part of a doctor as a worker performing an operation will be described. However, the body support follower of the present invention is a precision machine. In addition to the arm A, hands, fingers, feet, jaws, etc. may be supported.

図1に模式的に示し、図2(A)に外観を示すように、本発明が適用された第1実施形態の身体支持追従装置1は、多関節アーム3と、その多関節アーム3の先端に取り付けられた末端アーム5と、それらを制御するモード判定コンピュータ7とを備えている。多関節アーム3は、末端アーム5に作用する外力に応じて末端アーム5を移動可能に支持する移動機構であって、5つの関節31,32,33,34,35を有して5自由度に構成されている。なお、関節31〜35はいずれも回転関節である。   As schematically shown in FIG. 1 and shown in appearance in FIG. 2 (A), the body support follow-up device 1 of the first embodiment to which the present invention is applied includes an articulated arm 3, and the articulated arm 3. A distal arm 5 attached to the distal end and a mode determination computer 7 for controlling them are provided. The multi-joint arm 3 is a moving mechanism that movably supports the end arm 5 in response to an external force acting on the end arm 5, and has five joints 31, 32, 33, 34, 35 and 5 degrees of freedom. It is configured. The joints 31 to 35 are all rotary joints.

多関節アーム3は、手術室の床Fに固定された支持部41を備え、その支持部41によって次のように全体が支持されている。すなわち、支持部41の上端には、関節31を介して肩部42が鉛直軸回りに回転可能に接続されている。また、関節31には、その関節31における支持部41と肩部42との回転を抑制する電磁ブレーキからなるブレーキ31Aが設けられている。   The multi-joint arm 3 includes a support portion 41 fixed to the floor F of the operating room, and the whole is supported by the support portion 41 as follows. That is, the shoulder portion 42 is connected to the upper end of the support portion 41 via the joint 31 so as to be rotatable around the vertical axis. Further, the joint 31 is provided with a brake 31A including an electromagnetic brake that suppresses the rotation of the support portion 41 and the shoulder portion 42 in the joint 31.

なお、図2(A)に示すように、支持部41はキャスタ41Aによって床Fの上を容易に移動可能に構成されている。このキャスタ41Aには、周知のストッパ(図示省略)が設けられ、支持部41は床Fの上の所望の位置に固定的に配置可能となっている。   As shown in FIG. 2A, the support portion 41 is configured to be easily movable on the floor F by a caster 41A. The caster 41A is provided with a known stopper (not shown), and the support portion 41 can be fixedly arranged at a desired position on the floor F.

図1に示すように、肩部42の上端には、関節32を介して第1腕部43の一端が水平軸回りに揺動可能に接続されている。なお、第1腕部43は、2本の棒材の両端が上下方向に一定間隔に維持された平行リンク機構として構成され、上側の棒材の一端が関節32に接続されている。第1腕部43の他端には、同様の平行リンク機構として構成された第2腕部44の一端が、関節33を介して水平軸回りに揺動可能に接続されている。第2腕部44の他端には、水平軸回りに回転可能な関節34とその関節34とは回転軸が直交する関節35とを介して、末端アーム5が接続されている。   As shown in FIG. 1, one end of the first arm portion 43 is connected to the upper end of the shoulder portion 42 via a joint 32 so as to be swingable about a horizontal axis. The first arm portion 43 is configured as a parallel link mechanism in which both ends of the two bars are maintained at regular intervals in the vertical direction, and one end of the upper bar is connected to the joint 32. One end of a second arm portion 44 configured as a similar parallel link mechanism is connected to the other end of the first arm portion 43 through a joint 33 so as to be swingable about a horizontal axis. The other end of the second arm portion 44 is connected to the end arm 5 via a joint 34 that can rotate around a horizontal axis and a joint 35 that has a rotation axis orthogonal to the joint 34.

また、関節32,33にも、関節31と同様に、ブレーキ32A,33Aが設けられている。更に、関節33と第1腕部43,第2腕部44との間には、バネ46,47が設けられ、第1腕部43は関節32を突き抜けて延びていてその部分にカウンタウェイト48が設けられている。このバネ46,47とカウンタウェイト48とは、末端アーム5に医師の腕Aが載置されたとき、末端アーム5及び多関節アーム3に加わる力のバランスを取るものである。   Similarly to the joint 31, the joints 32 and 33 are also provided with brakes 32A and 33A. Further, springs 46 and 47 are provided between the joint 33 and the first arm portion 43 and the second arm portion 44, and the first arm portion 43 extends through the joint 32 and has a counterweight 48 at that portion. Is provided. The springs 46 and 47 and the counterweight 48 balance the force applied to the end arm 5 and the articulated arm 3 when the doctor's arm A is placed on the end arm 5.

すなわち、バネ46,47とカウンタウェイト48とから加わる付勢力が、後述の電磁石52(図3参照)を含めた末端アーム5の自重、腕Aの自重、後述の装具55の自重、及び、多関節アーム3の自重と釣り合うことにより、末端アーム5が支持される。なお、前記付勢力は前記各自重等と完全に釣り合うのが理想であるが、医師の手が患者の患部の上方から作業を行うことを考慮して、安全方向である上方へ、末端アーム5を極めて弱い力で付勢するように設定されている。また、カウンタウェイト48のみでバランスが取れる場合は、バネ46,47は省略してもよい。   That is, the urging force applied from the springs 46 and 47 and the counterweight 48 causes the weight of the terminal arm 5 including the electromagnet 52 (see FIG. 3) described later, the weight of the arm A, the weight of the device 55 described later, The end arm 5 is supported by balancing with the weight of the joint arm 3. It is ideal that the urging force is perfectly balanced with the respective weights, etc., but considering that the doctor's hand works from above the affected area of the patient, the distal arm 5 is moved upward in the safe direction. Is set to be energized with extremely weak force. Further, when the balance can be achieved only by the counterweight 48, the springs 46 and 47 may be omitted.

次に、図3(A)に示すように、装具55は、腕Aに巻き付けられる一対のバンド56と、各バンド56に取り付けられた磁性体57とから構成されている。なお、磁性体57は、各バンド56に直接固定された一対の円板状部分57Bとその一対の円板状部分57Bを連結する棒状部分57Cとを有し、腕Aとは反対側の載置面57Aが同一平面上に配設されるように構成されている(図3(B)参照)。また、装具55は、腕Aに、その腕Aを前方に伸ばしたときに磁性体57が下方に配設されるように装着される。   Next, as shown in FIG. 3A, the appliance 55 includes a pair of bands 56 wound around the arm A and a magnetic body 57 attached to each band 56. The magnetic body 57 has a pair of disk-like portions 57B fixed directly to each band 56 and a rod-like portion 57C that connects the pair of disk-like portions 57B, and is placed on the opposite side of the arm A. The placement surface 57A is arranged on the same plane (see FIG. 3B). The brace 55 is attached to the arm A so that the magnetic body 57 is disposed below when the arm A is extended forward.

末端アーム5は、図2(B),図3(B)に示すように、装具55が装着された腕Aが載置されるアームフォルダ51と、そのアームフォルダ51の下方に取り付けられた電磁石52とを備えている。なお、図2(B)に示すように、電磁石52は磁性体57の各円板状部分57Bと対向可能に一対設けられている。アームフォルダ51は、医師から見て電磁石52を左右から挟む位置に傾斜面51Aを有しており、この傾斜面51Aは、図3(B)に示すように電磁石52の上方に配設された被載置面51Bへ装具55の載置面57Aを誘い込むように傾斜した形状となっている。また、被載置面51Bの上には、被載置面51Bと載置面57Aとの摺動抵抗を低減する軟質プラスチック薄膜61が配設されている。なお、軟質プラスチック薄膜61には滅菌処理が施されている。   As shown in FIGS. 2 (B) and 3 (B), the end arm 5 includes an arm folder 51 on which the arm A to which the appliance 55 is attached is placed, and an electromagnet attached below the arm folder 51. 52. As shown in FIG. 2B, a pair of electromagnets 52 are provided so as to face each disk-like portion 57B of the magnetic body 57. The arm folder 51 has an inclined surface 51A at a position sandwiching the electromagnet 52 from the left and right when viewed from the doctor, and the inclined surface 51A is disposed above the electromagnet 52 as shown in FIG. The mounting surface 51B is inclined so as to guide the mounting surface 57A of the appliance 55 into the mounting surface 51B. A soft plastic thin film 61 that reduces the sliding resistance between the placement surface 51B and the placement surface 57A is disposed on the placement surface 51B. The soft plastic thin film 61 is sterilized.

このため、アームフォルダ51に医師が腕Aを載置して被載置面51Bに載置面57Aが対向した状態で電磁石52が励磁されると、末端アーム5は腕Aに固定され、腕Aの上下左右前後各種方向の移動に追従して、多関節アーム3を変形させながら移動する。また、電磁石52が非励磁となると、医師は腕Aを自由に動かすことができる。特に、被載置面51Bに載置面57Aが対向したままの状態で医師が腕Aを前後に滑らせるときには、軟質プラスチック薄膜61が摺動抵抗を低減させ、磁性体57に作用する残留磁束も低減させる。   For this reason, when the electromagnet 52 is excited while the doctor places the arm A on the arm folder 51 and the placement surface 57A faces the placement surface 51B, the end arm 5 is fixed to the arm A, and the arm Following the movement of A in various directions, up, down, left, right, and back, the articulated arm 3 is moved while being deformed. Further, when the electromagnet 52 is de-energized, the doctor can move the arm A freely. In particular, when the doctor slides the arm A back and forth with the placement surface 57A facing the placement surface 51B, the soft plastic thin film 61 reduces the sliding resistance, and the residual magnetic flux acting on the magnetic body 57. Also reduce.

モード判定コンピュータ7は、電源78に接続された駆動回路79を制御することにより、電磁石52の励磁/非励磁を切り替えている。なお、モード判定コンピュータ7は、図2(A)に示す支持部41の内部に収納されている。更に、図1,図2(A)に示すように、支持部41に内蔵されたモード判定コンピュータ7には、足踏み式のモード切替ボタン91が接続されている。   The mode determination computer 7 switches the excitation / non-excitation of the electromagnet 52 by controlling the drive circuit 79 connected to the power supply 78. Note that the mode determination computer 7 is housed in the support portion 41 shown in FIG. Further, as shown in FIGS. 1 and 2A, a stepping mode switching button 91 is connected to the mode determination computer 7 built in the support portion 41.

[第1実施形態(処理及び効果)]
次に、図1に示すように、モード判定コンピュータ7は、CPU71,ROM72,RAM73を備えた電子制御回路を内蔵し、身体支持追従装置1の電源が投入されると、ROM72に記憶されたプログラムに基づいてCPU71が次のような処理を実行する。以下、モード判定コンピュータ7で実行される処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。
[First Embodiment (Processing and Effects)]
Next, as shown in FIG. 1, the mode determination computer 7 includes an electronic control circuit including a CPU 71, a ROM 72, and a RAM 73. When the body support follower 1 is turned on, a program stored in the ROM 72 is stored. Based on the above, the CPU 71 executes the following processing. Hereinafter, processing executed by the mode determination computer 7 will be described with reference to the flowchart of FIG.

図4に示すように、この処理では、先ず、S0(Sはステップを表す:以下同様)にて、モード切替ボタン91が操作中であるか否か(すなわち踏まれているか否か)が判断される。モード切替ボタン91が操作中の場合は(S0:Y)、S3にて動作モードがフリーモードに設定されて、処理は前述のS0へ移行する。   As shown in FIG. 4, in this process, first, in S0 (S represents a step: the same applies hereinafter), it is determined whether or not the mode switching button 91 is being operated (that is, whether or not it is stepped on). Is done. If the mode switching button 91 is being operated (S0: Y), the operation mode is set to the free mode in S3, and the process proceeds to S0 described above.

このフリーモードは、医師が末端アーム5を腕Aに追従移動させようとしている状態を想定しており、各関節31,32,33のブレーキ31A,32A,33Aによる制動が解除される(以下、各軸ブレーキOFFともいう)と共に、電磁石52が励磁(以下、磁力ONともいう)される。このフリーモードでは、各軸ブレーキがOFFにされ、磁力がONにされているため、医師が腕Aを動かせば末端アーム5は腕Aに追従移動する。しかも、前述のように末端アーム5から腕Aに加わる力は極めて小さく、ブレーキ31A,32A,33Aの摺動抵抗も小さいので、医師は腕Aにそれ程力を加えなくてもその腕Aに末端アーム5を追従移動させることができる。   In this free mode, it is assumed that the doctor is trying to move the end arm 5 to follow the arm A, and braking by the brakes 31A, 32A, 33A of the joints 31, 32, 33 is released (hereinafter, referred to as “free mode”). The electromagnet 52 is excited (hereinafter also referred to as magnetic force ON) together with the brakes of the respective axes. In this free mode, each axis brake is turned off and the magnetic force is turned on. Therefore, when the doctor moves the arm A, the end arm 5 moves following the arm A. In addition, as described above, the force applied to the arm A from the end arm 5 is extremely small, and the sliding resistance of the brakes 31A, 32A, 33A is also small, so that the doctor can end the arm A without applying much force to the arm A. The arm 5 can be moved following.

一方、モード切替ボタン91が操作中でない場合は(S0:N)、S5にて動作モードがロックモードに設定されて、処理は前述のS0へ移行する。このロックモードは、医師が末端アーム5の位置を固定し、その末端アーム5の上に腕Aを載置して手術をしようとしている状態を想定しており、各関節31,32,33がブレーキ31A,32A,33Aにより制動される(各軸ブレーキON)と共に、電磁石52が非励磁(磁力OFF)とされる。このロックモードでは、各軸ブレーキがONにされているため、末端アーム5から医師が腕Aを外しても、末端アーム5の位置は固定されている。但し、関節34,35にはブレーキがないため、末端アーム5の角度は自由に調整することができる。また、磁力がOFFとされることにより、医師は末端アーム5の上で腕Aを含む手を拘束されることなく、微細な手術を行うことができる。   On the other hand, when the mode switching button 91 is not being operated (S0: N), the operation mode is set to the lock mode in S5, and the process proceeds to S0 described above. In this lock mode, it is assumed that the doctor is fixing the position of the end arm 5 and placing the arm A on the end arm 5 to perform an operation. The brakes are braked by the brakes 31A, 32A, and 33A (each axis brake is ON), and the electromagnet 52 is not excited (magnetic force OFF). In this lock mode, since the brakes of each axis are turned on, even if the doctor removes the arm A from the end arm 5, the position of the end arm 5 is fixed. However, since the joints 34 and 35 have no brake, the angle of the end arm 5 can be freely adjusted. Further, by turning off the magnetic force, the doctor can perform a fine operation without restraining the hand including the arm A on the terminal arm 5.

以上の処理をモード判定コンピュータ7が実行することにより、身体支持追従装置1の動作モードは次のように遷移する。すなわち、図5に示すように、モード切替ボタン91が踏まれると(S0:Y)、そのモード切替ボタン91が踏まれている間だけ、動作モードがフリーモードに設定される。このフリーモードでは、各軸ブレーキがOFFで磁力がONである(S3)。そして、モード切替ボタン91から足が離れると(S0:N)、動作モードはロックモードに設定される(S5)。ロックモードでは、各軸ブレーキがONで磁力がOFFである。   When the mode determination computer 7 executes the above processing, the operation mode of the body support follower 1 changes as follows. That is, as shown in FIG. 5, when the mode switching button 91 is depressed (S0: Y), the operation mode is set to the free mode only while the mode switching button 91 is depressed. In this free mode, each axis brake is OFF and the magnetic force is ON (S3). When the foot is released from the mode switching button 91 (S0: N), the operation mode is set to the lock mode (S5). In the lock mode, each axis brake is ON and the magnetic force is OFF.

このため、医師は、末端アーム5のアームフォルダ51に腕A及び装具55を載置して動かしながら作業を行うことも、腕A及び装具55を末端アーム5から外すことも、容易に行うことができる。従って、医師は、モード切替ボタン91を踏んで動作モードをフリーモードに設定した状態で末端アーム5を所望の位置へ移動させ、モード切替ボタン91から足を離して末端アーム5の位置を固定して微細な手術を行うことができる。   For this reason, the doctor can easily perform the work while placing the arm A and the appliance 55 on the arm folder 51 of the end arm 5 and moving them, and also remove the arm A and the appliance 55 from the end arm 5. Can do. Therefore, the doctor steps on the mode switching button 91 to move the end arm 5 to a desired position with the operation mode set to the free mode, and lifts the foot from the mode switching button 91 to fix the position of the end arm 5. And can perform fine surgery.

また、アームフォルダ51の被載置面51Bと磁性体57の載置面57Aとの間には軟質プラスチック薄膜61が配設されているので、被載置面51Bと載置面57Aとの間に作用する摺動抵抗が低減される。すなわち、硬質の被載置面51Bと、硬質の載置面57Aとの間に、剪断強度の小さい軟質プラスチック薄膜61が配設されるため、被載置面51Bと載置面57Aとの間の摩擦係数が低下する。このため、医師は、アームフォルダ51上で腕A及び装具55を少しだけ動かしたい場合でも、それらを円滑に動かすことができる。特に、顕微鏡を用いた手術では、腕Aを少し動かしても術野内では大きな動きとなるので、このように腕Aの位置を微調整できる効果が一層顕著になる。   Further, since the soft plastic thin film 61 is disposed between the placement surface 51B of the arm folder 51 and the placement surface 57A of the magnetic body 57, the space between the placement surface 51B and the placement surface 57A. The sliding resistance acting on is reduced. That is, since the soft plastic thin film 61 having a low shear strength is disposed between the hard placement surface 51B and the hard placement surface 57A, the space between the placement surface 51B and the placement surface 57A. The coefficient of friction decreases. For this reason, even when the doctor wants to move the arm A and the appliance 55 slightly on the arm folder 51, they can move them smoothly. In particular, in a surgery using a microscope, even if the arm A is moved a little, a large movement occurs in the surgical field, and thus the effect of finely adjusting the position of the arm A becomes more remarkable.

しかも、軟質プラスチック薄膜61は非磁性の薄膜であるため、電磁石52と磁性体57との間に微小磁気ギャップを形成する。このため、電磁石52が消磁されたとき、磁性体57に作用する残留磁束が軟質プラスチック薄膜61によって低減されて応答性が向上し、腕A及び装具55を一層円滑に動かすことができる。   Moreover, since the soft plastic thin film 61 is a non-magnetic thin film, a minute magnetic gap is formed between the electromagnet 52 and the magnetic body 57. For this reason, when the electromagnet 52 is demagnetized, the residual magnetic flux acting on the magnetic body 57 is reduced by the soft plastic thin film 61 to improve the response, and the arm A and the appliance 55 can be moved more smoothly.

また、このような腕A及び装具55のアームフォルダ51上での移動は、アクチュエータやセンサを利用した制御を介さずになされるので、装置の構成や制御が複雑化されるのを抑制することができる。更に、アームフォルダ51は、電磁石52の上方に配設された被載置面51Bへ装具55の載置面57Aを誘い込む傾斜面51Aを有している。このため、医師が腕Aをアームフォルダ51に載せるときも、載置面57Aが傾斜面51Aを滑って被載置面51B上に誘い込まれ、操作性が一層向上する。   Further, since the movement of the arm A and the appliance 55 on the arm folder 51 is not performed through control using an actuator or a sensor, it is possible to prevent the configuration and control of the apparatus from being complicated. Can do. Furthermore, the arm folder 51 has an inclined surface 51 </ b> A that guides the placement surface 57 </ b> A of the appliance 55 to the placement surface 51 </ b> B disposed above the electromagnet 52. For this reason, even when the doctor places the arm A on the arm folder 51, the placement surface 57A slides on the inclined surface 51A and is guided onto the placement surface 51B, and the operability is further improved.

なお、ロックモードで腕A及び装具55の位置を微調整した後、動作モードがフリーモードに変化すると、腕A及び装具55は微調整後の位置でアームフォルダ51に固定される。また、本実施形態では、前述のようにモード切替ボタン91の操作に応じて動作モードが切り替わる単純な制御を採用しているため、誤作動の心配が少なく、複雑な制御がないためモード判定コンピュータ7も小形化できる。   When the operation mode is changed to the free mode after finely adjusting the positions of the arm A and the appliance 55 in the lock mode, the arm A and the appliance 55 are fixed to the arm folder 51 at the position after the fine adjustment. Further, in the present embodiment, as described above, simple control in which the operation mode is switched in accordance with the operation of the mode switching button 91 is adopted, so that there is less fear of malfunction and there is no complicated control, so the mode determination computer 7 can also be miniaturized.

[第2実施形態]
なお、軟質の薄膜の構成は、前記以外にも、次のように種々の形態が考えられる。図6に示す第2本実施形態の身体支持追従装置101では、軟質プラスチック薄膜61が省略され、代わりに、多関節アーム3及び末端アーム5の全体が上方から滅菌ドレープ63によって覆われている。本実施形態では、軟質プラスチック薄膜61を特別に設ける必要がなく、従来から使用されている滅菌ドレープ63を軟質の薄膜として利用しているので、装置の構成を一層簡略化することができる。
[Second Embodiment]
In addition to the above, the configuration of the soft thin film may have various forms as follows. In the body support follow-up device 101 of the second embodiment shown in FIG. 6, the soft plastic thin film 61 is omitted, and instead, the entire articulated arm 3 and the end arm 5 are covered with a sterile drape 63 from above. In this embodiment, the soft plastic thin film 61 does not need to be specially provided, and the sterilized drape 63 used conventionally is used as the soft thin film, so that the configuration of the apparatus can be further simplified.

[第3実施形態]
また、図7に外観を示す第3実施形態の身体支持追従装置201のように、モード切替ボタン91は省略されてもよい。この実施形態では、図8に模式的に示すように、次のようなセンサ類が設けられ、モード判定コンピュータ7はそのセンサ類の検出信号に基づいて自動的に動作モードを切り替える。すなわち、図8に示すように、関節31には、支持部41に対する肩部42の回転量を検出するエンコーダ31Bが設けられている。関節32,33にも、関節31と同様にエンコーダ32B,33Bが設けられている。末端アーム5は、力センサ45を介して関節35に接続されており、力センサ45は末端アーム5に加わる3軸方向の力と3軸回りのトルクとを検出している。
[Third Embodiment]
Moreover, the mode switch button 91 may be abbreviate | omitted like the body support tracking apparatus 201 of 3rd Embodiment which shows an external appearance in FIG. In this embodiment, as schematically shown in FIG. 8, the following sensors are provided, and the mode determination computer 7 automatically switches the operation mode based on the detection signals of the sensors. That is, as shown in FIG. 8, the joint 31 is provided with an encoder 31 </ b> B that detects the amount of rotation of the shoulder 42 with respect to the support portion 41. The joints 32 and 33 are also provided with encoders 32B and 33B in the same manner as the joint 31. The end arm 5 is connected to the joint 35 via a force sensor 45, and the force sensor 45 detects a triaxial force applied to the end arm 5 and a torque around the three axes.

モード判定コンピュータ7は、これらのセンサ類の検出信号に基づき、図9に示す処理を実行して、次のように動作モードを切り替える。図9に示すように、この処理では、先ず、S1にて、動作モードがウェイトモードに設定される。このウェイトモードは、腕Aが末端アーム5に載置されていない状態を想定しており、各関節31,32,33がブレーキ31A,32A,33Aにより制動される(各軸ブレーキON)と共に、電磁石52が非励磁(磁力OFF)とされる。従って、このウェイトモードでは、磁力がOFFにされているため、医師は、末端アーム5に腕Aを載置することも、末端アーム5から腕Aを外すことも容易に行うことができる。また、各軸ブレーキがONにされているため、末端アーム5から医師が腕Aを外しても、末端アーム5の位置は固定されている。   The mode determination computer 7 executes the processing shown in FIG. 9 based on the detection signals of these sensors, and switches the operation mode as follows. As shown in FIG. 9, in this process, first, in S1, the operation mode is set to the wait mode. This wait mode assumes a state in which the arm A is not placed on the end arm 5, and each joint 31, 32, 33 is braked by the brakes 31A, 32A, 33A (each axis brake is ON) The electromagnet 52 is not excited (magnetic force OFF). Therefore, in this wait mode, since the magnetic force is turned off, the doctor can easily place the arm A on the end arm 5 or remove the arm A from the end arm 5. Further, since each axis brake is ON, even if the doctor removes the arm A from the end arm 5, the position of the end arm 5 is fixed.

続くS2では、力センサ45からの検出信号に基づいて次のような判断がなされることにより、医師が末端アーム5を自身の腕Aに追従移動させようとしているか否かが判断される。   In subsequent S2, the following determination is made based on the detection signal from the force sensor 45, so that it is determined whether or not the doctor is going to move the end arm 5 to follow his arm A.

なお、医師が末端アーム5を積極的に腕Aに追従移動させようとしたとき、医師は、先ず、腕Aを自身の筋肉で支え、続いて腕Aを介して末端アーム5に力を加える。本処理の説明において、前者の段階で末端アーム5に加わる力のしきい値をF2とし、後者の段階で末端アーム5に加わる力のしきい値をF1とする。すなわち、医師が末端アーム5を腕Aに追従移動させようとしたとき、先ず、腕Aを自身の筋肉で支えるため、末端アーム5に上方から加わる力がF2(例えば1.0kgf)以下となる。そして、医師が末端アーム5に腕Aを介して積極的に力を加えて、その末端アーム5を追従移動させるときには、末端アーム5にはF1(例えば下方向へ追従させる際に腕Aの自重の目安となる1.5kgf:本処理の説明ではこの数値で説明。)以上の力が加わる。なお、本処理のために予め設定される前記F1,F2は、腕Aの自重≧F1>F2>0の関係を満たすのが望ましい。   When the doctor attempts to positively move the end arm 5 to follow the arm A, the doctor first supports the arm A with his / her muscle and then applies force to the end arm 5 via the arm A. . In the description of this processing, the threshold value of the force applied to the end arm 5 in the former stage is F2, and the threshold value of the force applied to the end arm 5 in the latter stage is F1. That is, when the doctor tries to move the distal arm 5 following the arm A, first, the arm A is supported by its own muscle, so that the force applied to the distal arm 5 from above is F2 (for example, 1.0 kgf) or less. . When the doctor positively applies force to the end arm 5 via the arm A and moves the end arm 5 to follow, the end arm 5 has F1 (for example, the weight of the arm A when the end arm 5 is moved downward). 1.5 kgf, which is a guideline for the above: In the description of this process, this value is used for explanation.) More force is applied. Note that it is desirable that the F1 and F2 set in advance for this processing satisfy the relationship of the weight of the arm A ≧ F1> F2> 0.

そこで、S2では、末端アーム5(先端)に加わる力が1.5kgf(F1)以上、または、末端アーム5に加わるトルク(Ty)が前記F1に相当する10kgcm以上となった状態が、100ms継続したか否かが判断される。なお、前記トルクや継続時間も、前記F1と同様に本処理で一例として挙げている数値であり、種々の値に変更することができる(他の数値も同様)。前記状態が100ms継続していない場合は(S2:N)、処理はS2にて待機することによってS1にて設定されたウェイトモードに動作モードが維持される。一方、前記状態が100ms継続した場合は(S2:Y)、医師が末端アーム5を追従移動させようとしているので、処理はS3へ移行し、動作モードが第1実施形態と同様のフリーモードに設定される。   Therefore, in S2, the state where the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.5 kgf (F1) or more, or the torque (Ty) applied to the end arm 5 is 10 kgcm or more corresponding to the F1, continues for 100 ms. It is determined whether or not. Note that the torque and duration are also numerical values given as an example in the present process, similar to F1, and can be changed to various values (the same applies to other numerical values). When the state does not continue for 100 ms (S2: N), the process waits at S2, and the operation mode is maintained in the wait mode set at S1. On the other hand, if the state continues for 100 ms (S2: Y), the doctor is trying to move the end arm 5 so that the process proceeds to S3, and the operation mode is set to the same free mode as in the first embodiment. Is set.

続くS4では、末端アーム5(先端)の速度が1mm/s以下の状態が100ms継続したか否かに基づいて、医師が腕Aを動かし終えて末端アーム5もその位置に固定しようとしているか否かが判断される。なお、末端アーム5の速度は、各エンコーダ31B,32B,33Bを介して検出される。前記状態が100ms継続していない場合は(S4:N)、処理はS4にて待機することによって、S3にて設定されたフリーモードに動作モードが維持される。一方、前記状態が100ms継続した場合は(S4:Y)、処理はS5へ移行し、動作モードが第1実施形態と同様のロックモードに設定される。   In subsequent S4, based on whether or not the state where the speed of the distal arm 5 (tip) is 1 mm / s or less has continued for 100 ms, whether or not the doctor has finished moving the arm A and is also trying to fix the distal arm 5 to that position. Is judged. The speed of the end arm 5 is detected via each encoder 31B, 32B, 33B. If the state does not continue for 100 ms (S4: N), the process stands by in S4, and the operation mode is maintained in the free mode set in S3. On the other hand, if the state continues for 100 ms (S4: Y), the process proceeds to S5, and the operation mode is set to the same lock mode as in the first embodiment.

続くS6では、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf(F2)以下、または、末端アーム5に加わるトルクが前記F2に相当する5.0kgcm以下の状態が、200ms継続したか否かが判断される。前記状態が200ms継続していない場合は(S6:N)、処理はS6にて待機することによってS5にて設定されたロックモードに動作モードが維持される。一方、前記状態が200ms継続した場合は(S6:Y)、処理は前述のS1へ移行し、動作モードがウェイトモードに設定される。   In subsequent S6, whether or not the state where the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf (F2) or less or the torque applied to the end arm 5 is 5.0 kgcm or less corresponding to F2 is continued for 200 ms. Is judged. If the state has not continued for 200 ms (S6: N), the process waits at S6 to maintain the operation mode in the lock mode set at S5. On the other hand, when the state continues for 200 ms (S6: Y), the process proceeds to S1 described above, and the operation mode is set to the wait mode.

ここで、前述のように、末端アーム5に加わる力がF2以下となる状態は、医師が腕Aを動かそうとして自身の筋肉で腕Aを支えたことを示唆する状態であるが、医師が腕Aを末端アーム5から外そうとしたときも同様の状態となる。前者の場合は、その後のS2で即座に肯定判断されて処理はS3へ移行するが、後者の場合は、S2にて否定判断が継続され、動作モードはS1にて設定されたウェイトモードに維持される。   Here, as described above, the state where the force applied to the end arm 5 is equal to or less than F2 is a state that suggests that the doctor supported the arm A with his / her muscles while trying to move the arm A. A similar situation occurs when attempting to remove arm A from end arm 5. In the former case, an affirmative determination is immediately made in S2 thereafter, and the process proceeds to S3. In the latter case, a negative determination is continued in S2, and the operation mode is maintained in the wait mode set in S1. Is done.

以上の処理をモード判定コンピュータ7が実行することにより、身体支持追従装置1の動作モードは次のように遷移する。すなわち、図10に示すように、動作モードがウェイトモードに設定されている場合(S1)、各軸ブレーキがONで磁力がOFFとされる。そして、動作モードがウェイトモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が1.5kgf(F1)以上またはトルクが10kgcm以上の状態が、100ms継続すると(S2:Y)、動作モードはフリーモードに設定される(S3)。   When the mode determination computer 7 executes the above processing, the operation mode of the body support follower 1 changes as follows. That is, as shown in FIG. 10, when the operation mode is set to the wait mode (S1), each axis brake is turned on and the magnetic force is turned off. When the operation mode is set to the wait mode, when the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.5 kgf (F1) or more or the torque is 10 kgcm or more continues for 100 ms (S2: Y), The operation mode is set to the free mode (S3).

そして、動作モードがフリーモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)の速度が1mm/s以下の状態が100ms継続すると(S4:Y)、動作モードはロックモードに設定される(S5)。動作モードがロックモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf(F2)以下またはトルクが5.0kgcm以下の状態が、200ms継続すると(S6:Y)、動作モードはウェイトモードに設定される(S1)。   Then, when the operation mode is set to the free mode and the state where the speed of the end arm 5 (tip) is 1 mm / s or less continues for 100 ms (S4: Y), the operation mode is set to the lock mode ( S5). When the operation mode is set to the lock mode and the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf (F2) or less or the torque is 5.0 kgcm or less for 200 ms (S6: Y), The operation mode is set to the wait mode (S1).

このように、本実施形態では、医師が腕Aに加える力の状態とその継続時間とに応じて動作モードをウェイトモード→フリーモード→ロックモード→ウェイトモードの順に切り替えることができる。このため、動作モードを切り替えるためにスイッチ等を操作する必要がなく、医師は手術を円滑に行うことができる。しかも、3つのモードが一方通行で順次切り替わるので、医師にとって、装置の動作モードがどのモードに設定されているのかが直感的に分かりやすく、誤操作を減らすことができる。また、本実施形態では、前述のように、腕Aにそれ程力を加えなくてもその腕Aに末端アーム5を追従移動させることができ、末端アーム5に対する腕Aの着脱も容易であるので、極めて操作性に優れている。   As described above, in this embodiment, the operation mode can be switched in the order of the wait mode → free mode → lock mode → wait mode according to the state of the force applied by the doctor to the arm A and its duration. For this reason, it is not necessary to operate a switch etc. in order to switch an operation mode, and a doctor can perform an operation smoothly. Moreover, since the three modes are sequentially switched in a one-way manner, it is easy for the doctor to intuitively understand which mode is set as the operation mode of the apparatus, and it is possible to reduce erroneous operations. In the present embodiment, as described above, the end arm 5 can be moved following the arm A without applying much force to the arm A, and the arm A can be easily attached to and detached from the end arm 5. It is extremely easy to operate.

[第4実施形態]
また、動作モードの切替形態は、更に次のように種々の形態が考えられる。図11に示す第4実施形態の身体支持追従装置301は、モード判定コンピュータ7にフットスイッチ90が接続された点において第1実施形態と構成が異なり、それに応じてモード判定コンピュータ7の処理も図12に示すような処理となる。なお、本実施形態において、フットスイッチ90は他のスイッチに代えてもよい。また、図11,図12において、第3実施形態と同様に構成された箇所には図8,9で使用した符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Further, various modes of switching the operation mode are possible as follows. The body support follow-up device 301 of the fourth embodiment shown in FIG. 11 differs from the first embodiment in that a foot switch 90 is connected to the mode determination computer 7, and the processing of the mode determination computer 7 is also illustrated accordingly. The processing is as shown in FIG. In the present embodiment, the foot switch 90 may be replaced with another switch. Also, in FIGS. 11 and 12, the parts configured in the same manner as in the third embodiment are denoted by the reference numerals used in FIGS. 8 and 9, and detailed description of the configuration is omitted.

図12に示すように、この処理では、S1にて第3実施形態と同様に動作モードがウェイトモードに設定された後、S12にてフットスイッチ90が操作されたか否かが判断される。フットスイッチ90が操作されていない場合は(S12:N)、処理はS12にて待機することによってS1にて設定されたウェイトモードに動作モードが維持される。一方、フットスイッチ90が操作された場合は(S12:Y)、処理はS3へ移行し、動作モードが第1実施形態と同様のフリーモードに設定される。   As shown in FIG. 12, in this process, after the operation mode is set to the wait mode in S1, as in the third embodiment, it is determined whether or not the foot switch 90 is operated in S12. When the foot switch 90 is not operated (S12: N), the process waits at S12 and the operation mode is maintained in the wait mode set at S1. On the other hand, when the foot switch 90 is operated (S12: Y), the process proceeds to S3, and the operation mode is set to the free mode similar to the first embodiment.

動作モードがフリーモードに設定された後、末端アーム5(先端)の速度が1mm/s以下の状態が100ms継続すると(S4:Y)、S5にて動作モードがロックモードに設定される点は第3実施形態と同様である。但し、本実施形態では、前記状態が100ms継続していない場合(S4:N)、S17にてフットスイッチ90が操作されたか否かが判断され、フットスイッチ90が操作されていなければ(S17:N)、処理はS4へ戻る。このS4,S17からなるループ処理中は、フリーモードに動作モードが維持されるが、前記状態が100ms継続する前に(S4:N)、フットスイッチ90が操作されると(S17:Y)、処理は前述のS1へ移行して動作モードがウェイトモードに設定される。   After the operation mode is set to the free mode, if the state where the speed of the end arm 5 (tip) is 1 mm / s or less continues for 100 ms (S4: Y), the operation mode is set to the lock mode in S5. This is the same as in the third embodiment. However, in this embodiment, when the state does not continue for 100 ms (S4: N), it is determined whether or not the foot switch 90 is operated in S17, and if the foot switch 90 is not operated (S17: N) The process returns to S4. During the loop process consisting of S4 and S17, the operation mode is maintained in the free mode, but before the state continues for 100 ms (S4: N), if the foot switch 90 is operated (S17: Y), The process proceeds to S1 described above, and the operation mode is set to the wait mode.

一方、S5にて動作モードがロックモードに設定された場合、続くS16では、前述のS6と同様に、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf以下、または、末端アーム5に加わるトルクが5.0kgcm以下の状態が、200ms継続したか否かが判断される。そして、前記状態が200ms継続した場合は(S16:Y)、処理は前述のS3へ移行し、動作モードがフリーモードに設定される。   On the other hand, when the operation mode is set to the lock mode in S5, in the subsequent S16, the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf or less or the torque applied to the end arm 5 in the same manner as S6 described above. It is determined whether or not the state of 5.0 kgcm or less continues for 200 ms. And when the said state continues for 200 ms (S16: Y), a process transfers to above-mentioned S3 and an operation mode is set to free mode.

すなわち、前述のように、末端アーム5に加わる力が1.0kgf以下となる状態は、医師が腕Aを動かそうとして自身の筋肉で腕Aを支えたことを示唆する状態であるので、本実施形態では、その状態の継続時に動作モードがフリーモードに設定される。一方、前記状態が200ms継続していない場合は(S16:N)、S18にてフットスイッチ90が操作されたか否かが判断され、フットスイッチ90が操作されていなければ(S18:N)、処理はS16へ戻る。このS16,S18からなるループ処理中は、ロックモードに動作モードが維持されるが、前記状態が200ms継続する前に(S16:N)、フットスイッチ90が操作されると(S18:Y)、処理は前述のS1へ移行して動作モードがウェイトモードに設定される。   That is, as described above, the state where the force applied to the terminal arm 5 is 1.0 kgf or less is a state that suggests that the doctor supported the arm A with his / her muscle while trying to move the arm A. In the embodiment, the operation mode is set to the free mode when the state continues. On the other hand, if the state does not continue for 200 ms (S16: N), it is determined whether or not the foot switch 90 has been operated in S18. If the foot switch 90 has not been operated (S18: N), processing is performed. Returns to S16. During the loop processing composed of S16 and S18, the operation mode is maintained in the lock mode. However, before the state continues for 200 ms (S16: N), when the foot switch 90 is operated (S18: Y), The process proceeds to S1 described above, and the operation mode is set to the wait mode.

以上の処理をモード判定コンピュータ7が実行することにより、身体支持追従装置301の動作モードは次のように遷移する。すなわち、図13に示すように、動作モードがウェイトモードに設定されているときに、フットスイッチ90が操作されると(S12:Y)、動作モードはフリーモードに設定される(S3)。また、動作モードがフリーモード又はロックモードに設定されているときに、フットスイッチ90が操作されると(S17:Y又はS18:Y)、動作モードはウェイトモードに設定される。   When the mode determination computer 7 executes the above processing, the operation mode of the body support follower 301 changes as follows. That is, as shown in FIG. 13, when the foot switch 90 is operated when the operation mode is set to the wait mode (S12: Y), the operation mode is set to the free mode (S3). If the foot switch 90 is operated when the operation mode is set to the free mode or the lock mode (S17: Y or S18: Y), the operation mode is set to the wait mode.

また、動作モードがフリーモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)の速度が1mm/s以下の状態が100ms継続すると(S4:Y)、動作モードはロックモードに設定される(S5)。そして、動作モードがロックモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf以下またはトルクが5.0kgcm以下の状態が、200ms継続すると(S16:Y)、動作モードはフリーモードに設定される(S3)。   Further, when the operation mode is set to the free mode and the state where the speed of the end arm 5 (tip) is 1 mm / s or less continues for 100 ms (S4: Y), the operation mode is set to the lock mode ( S5). When the operation mode is set to the lock mode and the state where the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf or less or the torque is 5.0 kgcm or less continues for 200 ms (S16: Y), the operation is performed. The mode is set to the free mode (S3).

このように、本実施形態では、医師が腕Aに加える力の状態とその継続時間とに応じて動作モードをフリーモードとロックモードとの間で自動的に切り替えることができ、医師は、手術を円滑に行うことができる。   As described above, in this embodiment, the operation mode can be automatically switched between the free mode and the lock mode according to the state of the force applied to the arm A by the doctor and the duration time thereof, Can be performed smoothly.

しかも、フリーモードとロックモードとの間で動作モードを相互に切り替え可能な状態と、ウェイトモードとを、フットスイッチ90の操作によって切り替えることができる。このため、器具を取るときなどのように腕Aに末端アーム5を追従移動させたくないシーンや、特に重要な作業を行う場合で絶対に末端アーム5が移動して欲しくないシーンでは、フットスイッチ90の操作によって確実にウェイトモードに切り替えることができる。しかも、次にフットスイッチ90が操作されるまで、動作モードはウェイトモードに確実に維持されるので、医師に安心感を与えることができる。なお、本実施形態において、動作モードがウェイトモードに設定されているときにフットスイッチ90が操作された場合、動作モードがロックモードに設定されてもよい。   In addition, the state in which the operation mode can be switched between the free mode and the lock mode and the wait mode can be switched by operating the foot switch 90. For this reason, in a scene where the end arm 5 is not desired to move following the arm A, such as when an instrument is taken, or in a scene where the end arm 5 is not desired to move when performing particularly important work, the foot switch It is possible to reliably switch to the wait mode by the operation of 90. In addition, the operation mode is reliably maintained in the wait mode until the foot switch 90 is operated next time, so that a sense of security can be given to the doctor. In the present embodiment, when the foot switch 90 is operated when the operation mode is set to the wait mode, the operation mode may be set to the lock mode.

[第5実施形態]
次に、本発明が適用された第5実施形態について、図14,図15を用いて説明する。なお、本実施形態は、第3施形態と同様に構成された身体支持追従装置1のモード判定コンピュータ7における処理を、図14に示すように変更した点において異なる。また、図14において、第3実施形態と同様に構成された箇所には図9で使用した符号を付して詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In addition, this embodiment differs in the point which changed the process in the mode determination computer 7 of the body support tracking device 1 comprised similarly to 3rd Embodiment as shown in FIG. Further, in FIG. 14, the portions configured in the same manner as in the third embodiment are denoted by the reference numerals used in FIG. 9, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、医師が腕Aを自身の筋肉で支えたことを判断するための末端アーム5に加わる力のしきい値をF3とし、医師が末端アーム5に腕Aを載せていないことを判断するための末端アーム5に加わる力のしきい値をF2とし、医師が末端アーム5を腕Aに追従移動させようとしたことを判断するための末端アーム5に加わる力のしきい値をF1とする。F1,F2,F3は、腕Aの自重≧F1>F3>F2>0の関係を満たすのが望ましく、例えば、F1=1.5kgf、F2=0.5kgf、F3=1.0kgfとすることができる。   In this embodiment, the threshold value of the force applied to the terminal arm 5 for determining that the doctor supports the arm A with his / her muscle is F3, and the doctor does not place the arm A on the terminal arm 5. The threshold value of the force applied to the end arm 5 for determination is F2, and the threshold value of the force applied to the end arm 5 for determining that the doctor has moved the end arm 5 to follow the arm A is F2. Let it be F1. F1, F2, and F3 preferably satisfy the relationship of own weight of arm A ≧ F1> F3> F2> 0. For example, F1 = 1.5 kgf, F2 = 0.5 kgf, and F3 = 1.0 kgf. it can.

図14に示すように、この処理は、S1→S2→S3→S4→S5の順で実行されるときの処理は、第3実施形態と同様である。但し、動作モードがフリーモードに設定された後(S3)、末端アーム5の速度が1mm/s以下の状態(以下、状態Aという)が100ms継続していない場合(S4:N)、末端アーム5に腕Aが載せられているか否かが、S27にて次のように判断される。   As shown in FIG. 14, the processing when this processing is executed in the order of S 1 → S 2 → S 3 → S 4 → S 5 is the same as that of the third embodiment. However, after the operation mode is set to the free mode (S3), when the speed of the end arm 5 is 1 mm / s or less (hereinafter referred to as state A) does not continue for 100 ms (S4: N), the end arm Whether or not the arm A is placed on 5 is determined in S27 as follows.

すなわち、S27では、末端アーム5(先端)に加わる力が0.5kgf(F2)以下、または、末端アーム5に加わるトルク(Ty)が前記F2に相当する1.5kgcm以下となった状態(以下、状態Bという)が、50ms継続したか否かが判断される。前記状態Bが50ms継続していない場合は(S27:N)、処理はS4へ戻り、このS4,S27からなるループ処理中は、フリーモードに動作モードが維持される。そして、前記状態Aが100ms継続する前に(S4:N)、前記状態Bが50ms継続した場合は(S27:Y)、処理はS1へ移行し、動作モードがウェイトモードに設定される。   That is, in S27, the force applied to the end arm 5 (tip) is 0.5 kgf (F2) or less, or the torque (Ty) applied to the end arm 5 is 1.5 kgcm or less corresponding to F2 (hereinafter referred to as “F2”). , State B) is determined for 50 ms. When the state B does not continue for 50 ms (S27: N), the process returns to S4, and the operation mode is maintained in the free mode during the loop process composed of S4 and S27. Then, before the state A continues for 100 ms (S4: N), if the state B continues for 50 ms (S27: Y), the process proceeds to S1, and the operation mode is set to the wait mode.

一方、S5にて動作モードがロックモードに設定された場合、続くS26では、前述のS6と同様に、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf(F3)以下、または、末端アーム5に加わるトルク(Ty)が前記F3に相当する5.0kgcm以下の状態が、200ms継続したか否かが判断される。そして、前記状態が200ms継続した場合は(S26:Y)、処理は前述のS3へ移行し、動作モードがフリーモードに設定される。本実施形態でも、第4実施形態と同様に、末端アーム5に加わる力が1.0kgf以下となる状態は医師が腕Aを動かそうとして自身の筋肉で腕Aを支えたことを示唆する状態であるので、その状態の継続時に動作モードがフリーモードに設定される。一方、前記状態が200ms継続していない場合は(S26:N)、処理はS26にて待機し、S5にて設定されたロックモードに動作モードが維持される。   On the other hand, when the operation mode is set to the lock mode in S5, in subsequent S26, the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf (F3) or less, or the end arm 5 is the same as S6 described above. It is determined whether or not the state where the torque (Ty) applied to is not more than 5.0 kgcm corresponding to F3 has continued for 200 ms. And when the said state continues for 200 ms (S26: Y), a process transfers to above-mentioned S3 and an operation mode is set to free mode. In this embodiment as well, as in the fourth embodiment, the state where the force applied to the end arm 5 is 1.0 kgf or less suggests that the doctor supports the arm A with his / her muscles while trying to move the arm A. Therefore, the operation mode is set to the free mode when the state continues. On the other hand, if the state does not continue for 200 ms (S26: N), the process stands by in S26, and the operation mode is maintained in the lock mode set in S5.

以上の処理をモード判定コンピュータ7が実行することにより、身体支持追従装置301の動作モードは次のように遷移する。すなわち、図15に示すように、動作モードがウェイトモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が1.5kgf(F1)以上またはトルクが5kgcm以上の状態が、100ms継続すると(S2:Y)、動作モードはフリーモードに設定される(S3)。動作モードがフリーモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)の速度が1mm/s以下の状態が100ms継続すると(S4:Y)、動作モードはロックモードに設定される(S5)。   When the mode determination computer 7 executes the above processing, the operation mode of the body support follower 301 changes as follows. That is, as shown in FIG. 15, when the operation mode is set to the wait mode, the state where the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.5 kgf (F1) or more or the torque is 5 kgcm or more continues for 100 ms. Then (S2: Y), the operation mode is set to the free mode (S3). When the operation mode is set to the free mode and the state where the speed of the end arm 5 (tip) is 1 mm / s or less continues for 100 ms (S4: Y), the operation mode is set to the lock mode (S5). .

また、動作モードがロックモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が1.0kgf以下またはトルクが5.0kgcm以下の状態が、200ms継続すると(S26:Y)、動作モードはフリーモードに設定される(S3)。更に、動作モードがフリーモードに設定されているときに、末端アーム5(先端)に加わる力が0.5kgf(F2)以下またはトルクが1.5kgcm以下の状態が50ms継続すると(S27:Y)、動作モードはウェイトモードに設定される(S1)。   Further, when the operation mode is set to the lock mode and the state where the force applied to the end arm 5 (tip) is 1.0 kgf or less or the torque is 5.0 kgcm or less continues for 200 ms (S26: Y), the operation is performed. The mode is set to the free mode (S3). Furthermore, when the operation mode is set to the free mode, if the force applied to the end arm 5 (tip) is 0.5 kgf (F2) or less or the torque is 1.5 kgcm or less continues for 50 ms (S27: Y) The operation mode is set to the wait mode (S1).

このように、本実施形態では、医師が腕Aに加える力の状態とその継続時間とに応じて動作モードをウェイトモード,フリーモード,ロックモードの間で自動的に順に切り替えることができ医師は、手術を円滑に行うことができる。しかも、前記力の状態等に応じた切り替えは、ロックモードからフリーモードへの切り替えが可能であるので、医師は末端アーム5をより直感的、無意識的に動かすことができる。また、前記力の状態等に応じた切り替えは、フリーモードからウェイトモードへの切り替えも可能であるので、医師はより無意識的に素早く器具などの交換を行うことができる。   As described above, in this embodiment, the operation mode can be automatically switched in order between the wait mode, the free mode, and the lock mode in accordance with the state of the force applied to the arm A by the doctor and the duration time thereof. The operation can be performed smoothly. Moreover, since switching according to the state of the force or the like can be performed from the lock mode to the free mode, the doctor can move the end arm 5 more intuitively and unconsciously. Moreover, since the switching according to the state of the force or the like can be performed from the free mode to the wait mode, the doctor can exchange the appliances and the like more unconsciously and quickly.

[発明特定事項との対応及び本発明の更なる変形例]
なお、前記各実施形態において、腕Aが身体部分に、末端アーム5が載置部に、多関節アーム3が支持部に、電磁石52が固定部に、軟質プラスチック薄膜61及び滅菌ドレープ63が薄膜に、バネ46,47及びカウンタウェイト48がバランス機構に、ブレーキ31A,32A,33Aがブレーキに、エンコーダ31B,32B,33B及び力センサ45が検出部に、モード切替ボタン91及びフットスイッチ90がスイッチに、モード判定コンピュータ7が判断手段及び切替手段に、それぞれ相当する。また、モード判定コンピュータ7の処理のうち、S1,S3,S5の処理が切替手段に、S2,S4,S6,S16,S26,S27の処理が判断手段に、それぞれ相当する。
[Correspondence with Invention Specific Items and Further Modifications of the Present Invention]
In each of the above embodiments, the arm A is the body part, the end arm 5 is the mounting part, the articulated arm 3 is the support part, the electromagnet 52 is the fixing part, and the soft plastic thin film 61 and the sterilized drape 63 are the thin films. Furthermore, the springs 46 and 47 and the counter weight 48 are used as a balance mechanism, the brakes 31A, 32A and 33A are used as brakes, the encoders 31B, 32B and 33B and the force sensor 45 are used as detection units, and the mode switching button 91 and the foot switch 90 are used as switches. Further, the mode determination computer 7 corresponds to a determination unit and a switching unit, respectively. Of the processes of the mode determination computer 7, the processes of S1, S3 and S5 correspond to the switching means, and the processes of S2, S4, S6, S16, S26 and S27 correspond to the determination means.

また、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、支持部は載置部を一方向へのみ移動可能に支持してもよい。また、載置面と被載置面とは必ずしも互いに平面である必要はなく、互いに湾曲していてもよい。更に、軟質の薄膜としては、プラスチック以外にも、布等、種々の薄膜を使用することができる。固定部の構成も、前述のように電磁石52で磁性体57を固定する以外にも、静電気の利用やエアによる吸引等、種々の形態のものを採用することができる。また、医師が腕Aを動かそうとしているか否か等は、前記力又はトルク以外に、末端アーム5の位置、速度、若しくは加速度、又は、末端アーム5と腕Aと接触状態を検出することによって判断されてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. For example, the support unit may support the placement unit so as to be movable only in one direction. Further, the placement surface and the placement surface do not necessarily have to be flat with each other, and may be curved with respect to each other. Furthermore, as the soft thin film, various thin films such as cloth can be used besides plastic. In addition to fixing the magnetic body 57 with the electromagnet 52 as described above, various configurations such as utilization of static electricity and suction by air can be adopted as the configuration of the fixing portion. Whether or not the doctor is trying to move the arm A is determined by detecting the position, speed, or acceleration of the end arm 5 or the contact state between the end arm 5 and the arm A in addition to the force or torque. It may be judged.

1,101,201,301…身体支持追従装置 3…多関節アーム
5…末端アーム 7…モード判定コンピュータ
31,32,33,34,35…関節 31A,32A,33A…ブレーキ
31B,32B,33B…エンコーダ 45…力センサ
46…バネ 48…カウンタウェイト 51…アームフォルダ
51A…傾斜面 51B…被載置面 52…電磁石
55…装具 56…バンド 57…磁性体
57A…載置面 61…軟質プラスチック薄膜 63…滅菌ドレープ
90…フットスイッチ 91…モード切替ボタン A…腕
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,201,301 ... Body support follower 3 ... Articulated arm 5 ... End arm 7 ... Mode determination computer 31, 32, 33, 34, 35 ... Joint 31A, 32A, 33A ... Brake 31B, 32B, 33B ... Encoder 45 ... Force sensor 46 ... Spring 48 ... Counter weight 51 ... Arm folder 51A ... Inclined surface 51B ... Placement surface 52 ... Electromagnet 55 ... Equipment 56 ... Band 57 ... Magnetic body 57A ... Placement surface 61 ... Soft plastic thin film 63 ... Sterile drape 90 ... Foot switch 91 ... Mode switching button A ... Arm

Claims (9)

作業者の身体部分(A)を支持する身体支持追従装置(1,101,201,301)であって、
前記身体部分に装着された装具(55)の硬質の載置面(57A)が硬質の被載置面(51B)に載置される載置部(5)と、
少なくとも1つの関節(31,32,33,34,35)を有してその関節で屈曲することにより、前記載置部を移動可能に支持する支持部(3)と、
前記載置部に設けられ、前記被載置面を前記載置面に固定することで、当該載置部を前記支持部から加わる抵抗に抗して前記身体部分及び前記装具の移動に追従移動させる固定部(52)と、
前記支持部の少なくとも1つの前記関節における屈曲を抑制することにより、前記載置部の移動を制限するブレーキ(31A,32A,33A)と、
前記固定部及び前記ブレーキを制御して、前記固定部により前記載置部に前記装具を固定し、かつ、前記ブレーキによる前記載置部の移動の制限を解除する動作モードをフリーモードとし、前記固定部による前記装具の固定を解除し、かつ、前記ブレーキにより前記載置部の移動を制限する動作モードを制限モードとして、動作モードを少なくとも前記フリーモード又は前記制限モードに切り替える切替手段(7,S1,S3,S5)と、
前記被載置面と前記載置面との間に配設された軟質の薄膜(61,63)と、
を備えたことを特徴とする身体支持追従装置。
A body support follow-up device (1, 101, 201, 301) for supporting a worker's body part (A),
A placement portion (5) in which the hard placement surface (57A) of the appliance (55) attached to the body part is placed on the hard placement surface (51B);
A support portion (3) that has at least one joint (31, 32, 33, 34, 35) and bends at the joint to support the placement portion movably,
Provided in the mounting section, by fixing the mounting surface to the mounting surface, the mounting section moves following the movement of the body part and the appliance against resistance applied from the support section. A fixing part (52) to be caused;
A brake (31A, 32A, 33A) for restricting movement of the mounting portion by suppressing bending of at least one of the joints of the support portion;
An operation mode for controlling the fixing unit and the brake, fixing the appliance to the mounting unit by the fixing unit, and releasing the restriction of the movement of the mounting unit by the brake is a free mode, Switching means (7, 7) for switching the operation mode to at least the free mode or the restriction mode, with the operation mode for releasing the fixation of the appliance by the fixing part and restricting the movement of the placement unit by the brake as the restriction mode. S1, S3, S5),
Soft thin films (61, 63) disposed between the mounting surface and the mounting surface;
A body support follower characterized by comprising:
前記載置部は、前記装具の載置面を前記被載置面に誘導する傾斜面(51A)を有することを特徴とする請求項1に記載の身体支持追従装置。   The body support follower according to claim 1, wherein the placement unit has an inclined surface (51 </ b> A) that guides the placement surface of the brace to the placement surface. 前記固定部は、電磁石を備え、
前記装具の前記載置面には、磁性体(57)が取り付けられ、
前記薄膜は非磁性の薄膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の身体支持追従装置。
The fixed portion includes an electromagnet,
A magnetic body (57) is attached to the placement surface of the orthosis,
The body support follower according to claim 1, wherein the thin film is a nonmagnetic thin film.
前記薄膜は滅菌処理されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。   The body support follow-up device according to claim 1, wherein the thin film is sterilized. 前記薄膜は前記支持部を覆う滅菌ドレープ(63)であることを特徴とする請求項4に記載の身体支持追従装置。   The body support follower according to claim 4, wherein the thin film is a sterilized drape (63) covering the support part. 前記載置部、前記支持部、又は前記固定部に直接又は間接的に力を作用させて、前記載置部、前記支持部、及び前記固定部に加わる力のうち前記載置部に直接又は間接的に作用するもののバランスを取ることにより、前記載置部を、前記載置部の自重、前記固定部の自重、前記装具の自重、及び前記身体部分の自重のうち前記載置部に直接又は間接的に作用するものに抗して支持するバランス機構(46,47,48)を、
更に備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。
Directly or indirectly exerting a force on the mounting portion, the support portion, or the fixing portion, and the force applied to the mounting portion, the supporting portion, and the fixing portion is directly or directly on the mounting portion. By directly balancing what is acting indirectly, the placement part is directly connected to the placement part among the weight of the placement part, the weight of the fixing part, the weight of the brace, and the weight of the body part. Or a balance mechanism (46, 47, 48) that supports against indirectly acting ones,
The body support follower according to claim 1, further comprising:
前記作業者の他の身体部分によって操作されるスイッチ(90,91)を、
更に備え、
前記切替手段は、前記スイッチの操作状態に応じて動作モードを切り替えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。
Switches (90, 91) operated by other body parts of the operator,
In addition,
The body support follow-up device according to claim 1, wherein the switching unit switches an operation mode according to an operation state of the switch.
前記載置部若しくは前記固定部に前記身体部分及び前記装具から加わる力、前記載置部若しくは前記固定部に前記身体部分及び前記装具から加わるトルク、前記載置部若しくは前記固定部の加速度、前記載置部若しくは前記固定部の速度、前記載置部若しくは前記固定部の位置、又は、前記載置部若しくは前記固定部と前記身体部分若しくは前記装具との接触の、少なくともいずれか1つを検出する検出部(31B,32B,33B,45)と、
該検出部の検出結果に基づき、前記身体部分が前記載置部又は前記固定部を移動させようとしているか否かを判断する判断手段(7,S2,S4,S6,S16,S26,S27)と、
を更に備え、
前記切替手段は、前記身体部分が前記載置部又は前記固定部を移動させようとしていると前記判断手段が判断した場合は動作モードを前記フリーモードに、前記身体部分が前記載置部又は前記固定部を移動させようとしていないと前記判断手段が判断した場合は動作モードを前記制限モードに、それぞれ切り替えることを特徴とする請求項6に記載の身体支持追従装置。
The force applied from the body part and the orthosis to the mounting part or the fixing part, the torque applied from the body part and the orthosis to the mounting part or the fixing part, the acceleration of the mounting part or the fixing part, the front Detecting at least one of the speed of the placement unit or the fixing unit, the position of the mounting unit or the fixing unit, or the contact between the mounting unit or the fixing unit and the body part or the orthosis Detectors (31B, 32B, 33B, 45) to perform,
Judging means (7, S2, S4, S6, S16, S26, S27) for judging whether or not the body part is going to move the mounting part or the fixing part based on the detection result of the detecting part; ,
Further comprising
When the determination means determines that the body part is about to move the placement part or the fixing part, the switching means sets the operation mode to the free mode, and the body part is the placement part or the The body support follow-up device according to claim 6, wherein when the determination unit determines not to move the fixed part, the operation mode is switched to the restriction mode.
前記身体部分は腕であり、前記装具はその腕に巻き付けられることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。   The body support follow-up device according to claim 1, wherein the body part is an arm, and the brace is wound around the arm.
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